下载文档原格式
ANSYS坐标系总结直角坐标系在平面内画两条互相垂直，并且有公共原点的数轴。
其中横轴为X轴, 纵轴为丫轴。
这样就说在平面上建立了平面直角坐标系，简称直角坐标系。
ni ■■pn IH平面极坐标系坐标系的一种。
在平面上取一定点o，称为极点，由o出发的一条射线ox，称为极轴。
对于平面上任意一点p，用p表示线段op的长度，称为点p的极径或矢径，从ox到op的角度9 s[ 0, 2n]，称为点p的极角或辐角，有序数对（p 9称为点p的极坐标。
极点的极径为零，极角不定。
除极点外，点和它的极坐标成一一对应。
柱面坐标系柱坐标系中的三个坐标变量是r、©、z。
与直角坐标系相同，柱坐标系中也有一个z变量。
各变量的变化范围是：0 w r < + X,0 2 n乂<z<+x-其中x=rcos ©y=rsin ©z=z球坐标系(空间极坐标系)球坐标是一种三维坐标。
设P (x, y , z)为空间内一点，则点P也可用这样三个有次序的数r,釈B来确定，其中r为原点0与点P间的距离，B为有向线段与z轴正向所夹的角，©为从正z轴来看自x轴按逆时针方向转到有向线段的角，这里M为点P在xOy面上的投影。
这样的三个数r，釈9 叫做点P的球面坐标，x=rsin 9 cos ©y=rsin 9 sin ©z=rcos 9/zhishi/184852.htmlANSYS坐标系以及工作平面的具体说明ANSYS中定义点(K)的坐标是在当前激活的坐标系(CSYS)中进行，包括由点生成线，与工作平面的位置以及全局坐标系无关。
而体(V)是在工作平面内(WP)进行，不依赖于当前激活的坐标系以及全局坐标系。
▲ ANSYS 中定义局部坐标系是通过LOCAL 命令：LOCAL, KCN, KCS, XC, YC, ZC, THXY, THYZ, THZX,PAR1, PAR2其中，KCN为编号，从11开始，KCS为坐标系的类型，XC, YC, ZC值采用全局坐标系，为要定义的局部坐标系的原点位置，THXY, THYZ, THZX 为局部坐标系相对全局坐标系沿着各个坐标轴旋转的角度。
第三章坐标系3.1坐标系的类型ANSYS程序提供了多种坐标系供用户选取。
· 总体和局部坐标系用来定位几何形状参数（节点、关键点等）的空间位置。
· 显示坐标系.用于几何形状参数的列表和显示。
· 节点坐标系。
定义每个节点的自由度方向和节点结果数据的方向。
· 单元坐标系。
确定材料特性主轴和单元结果数据的方向。
· 结果坐标系。
用来列表、显示或在通用后处理(POST1）操作中将节点或单元结果转换到一个特定的坐标系中。
工作平面与本章的坐标系分开讨论，以在建模中确定几何体素，参见§4中关于工作平面的详细信息。
3.2总体和局部坐标系总体和局部坐标系用来定位几何体。
缺省地，当定义一个节点或关键点时，其坐标系为总体笛卡尔坐标系。
可是对有些模型，定义为不是总体笛卡尔坐标系的另外坐标系可能更方便。
ANSYS程序允许用任意预定义的三种（总体）坐标系的任意一种来输入几何数据，或在任何用户定义的（局部）坐标系中进行此项工作。
3.2.1总体坐标系总体坐标系统被认为是一个绝对的参考系。
ANSYS程序提供了前面定义的三种总体坐标系：笛卡尔坐标、柱坐标和球坐标系.所有这三种系统都是右手系。
且由定义可知它们有共同的原点。
它们由其坐标系号来识别：0是笛卡尔坐标,1是柱坐标，2是球坐标(见图总体坐标系）图3-1总体坐标系· (a) 笛卡尔坐标系(X, Y, Z） 0 （C.S.0）· （b）柱坐标系(R，θ， Z com ponents) 1 (C.S.1）· (c) 球坐标系（R，θ，φcomponents） 2 （C。
S。
2)· (d）柱坐标系(R,θ，Y components) 5 (C.S.5)3.2。
2局部坐标系在许多情况下，有必要建立自己的坐标系。
其原点与总体坐标系的原点偏移一定的距离，或其方位不同于先前定义的总体坐标系（如图3—2所示用局部、节点或工作平面坐标系旋转定义的一个坐标系的例子）。
Ansys工作平面与坐标系使用心得
1、要改变工作位置只需要变换工作平面位置即可，例如建平面，里面的名字就只让输入X和Y坐标，这是只要偏移工作平面的Z坐标，就可以在想要的Z坐标上画平面了。
2、坐标系，是操作的坐标系，如笛卡尔坐标系换到柱坐标系等等。
3、工作平面与坐标系联合使用才能方便操作，如偏移一个工作平面后，在
当前的工作平面建立一个局部坐标系，因为Ansys并不保存工作平面，当还需要这个工作平面时，再用开始创建的局部坐标系建一个工作平面即可（要记住建立的局部坐标系号，当然也可以让他显示出来）。
ansys 坐标系节点坐标系用以确定节点的每个自由度的方向，每个节点都有其自己的坐标系，在缺省状态下，不管用户在什么坐标系下建立的有限元模型，节点坐标系都是与总体笛卡尔坐标系平行。
节点力和节点边界条件（约束）指的是节点坐标系的方向。
时间历程后处理器 /POST26 中的结果数据是在节点坐标系下表达的。
而通用后处理器 /POST1中的结果是按结果坐标系进行表达的。
例如: 模型中任意位置的一个圆，要施加径向约束。
首先需要在圆的中心创建一个柱坐标系并分配一个坐标系号码(例如CS,11)。
这个局部坐标系现在成为激活的坐标系。
然后选择圆上的所有节点。
通过使用 "Prep7> Move/Modify>Rotate Nodal CS to active CS", 选择节点的节点坐标系的朝向将沿着激活坐标系的方向。
未选择节点保持不变。
节点坐标系的显示通过菜单路径Pltctrls>Symbols>Nodal CS。
这些节点坐标系的X方向现在沿径向。
约束这些选择节点的X方向，就是施加的径向约束。
注意：节点坐标系总是笛卡尔坐标系。
可以将节点坐标系旋转到一个局部柱坐标下。
这种情况下，节点坐标系的X方向指向径向，Y方向是周向（theta)。
可是当施加theta方向非零位移时，ANSYS总是定义它为一个笛卡尔Y位移而不是一个转动（Y位移不是theta位移）。
有限元分析中的很多相关量都是在节点坐标系下解释的，这些量包括：输入数据：1 自由度常数2 力3 主自由度4 耦合节点5 约束方程等输出数据：1 节点自由度结果2 节点载荷3 反作用载荷等但实际情况是，在很多分析中，自由度的方向并不总是与总体笛卡尔坐标系平行，比如有时需要用柱坐标系、有时需要用球坐标系等等，这些情况下，可以利用ANSYS的“旋转节点坐标系”的功能来实现节点坐标系的变化，使其变换到我们需要的坐标系下。
具体操作可参见ANSYS联机帮助手册中的“分析过程指导手册->建模与分网指南->坐标系->节点坐标系”中说明的步骤实现。
Ansys常用命令——局部坐标系1.1局部坐标系1.1.1CSWPLA, KCN, KCS, PAR1, PAR2在当前工作平面原点建立局部坐标系。
KCN: 该局部坐标系统的代号。
大于10的任何一个代号均可。
如果前面已经使用该代号, 则该坐标系（代号）将重新定义。
KCS: 该区域的坐标系统的属性。
0或CART----笛卡儿坐标；1或CYLIN----圆柱坐标；2或SPHE----球面坐标；3或TORO----螺旋坐标。
PAR1: 应用于椭圆, 球或螺旋坐标系。
当KCS=1或2时, PAR1是椭圆长短半径(Y/X)的比值, 默认为1（圆）；当KCS=3时, PAR1是环形的主半径。
PAR2: 应用于球坐标。
当KCS=2时, PAR2是椭球Z轴半径与X轴半径的比值, 默认为1（圆）。
提示: 在工作平面的原点建立局部右旋坐标系。
该坐标系的X-Y平面（对于笛卡儿坐标系）或R-THETA平面（圆柱或球坐标）相当于工作平面。
1.1.2CSKP, KCN, KCS, PORIG, PXAX, PXYPL, PAR1, PAR2用三个关键点定义局部坐标系。
PORIG: 第1个关键点, 定义确定坐标原点的关键点。
如果NORIG=P, 将会激活鼠标选择, 忽略余下的命令（仅对GUI有效）。
PXAX: 第2个关键点, 定义确定X轴方向的关键点。
PXYPL: 第3个关键点, 定义确定X-Y平面（通过PORIG和PXAX）的关键点。
提示: 运用存在的三个关键点建立并激活一个局部右旋坐标系。
该命令在任何处理器中均适用。
1.1.3CS, KCN, KCS, NORIG, NXAX, NXYPL, PAR1, PAR2用三个节点定义局部坐标系。
NORIG: 第1个节点, 定义坐标系原点的节点。
如果NORIG=P, 将会激活图形选择, 余下的命令将会忽略（仅对GUI有效）。
NXAX: 第1个节点, 定义确定X轴方向的节点。
NXYPL: 第1个节点, 定义确定X-Y平面（通过NORIG和NXAX）的节点。
ANSYS中的坐标系
坐标系用于定义几何结构的空间位置，规定节点的自由度，定义材料的线性方向，以及改变图形显示和列表。
ANSYS中的坐标系有：总体坐标系，局部坐标系，节点坐标系，单元坐标系，显示坐标系，结果坐标系。
同一时刻只能有一个坐标系被激活。
总体坐标系：用于确定几何结构的空间位置，是绝对参考系。
如：笛卡尔坐标系(CSYS,0)，柱坐标系(CSYS,1)，球坐标系(CSYS,2)。
局部坐标系：由用户自己创建的(坐标系编号从11开始)，原点相对于总体坐标系的原点偏离了一定的距离或各轴相对于总体坐标系偏转了一定的角度。
定义的方法有：在特定位置(笛卡尔坐标系)定义(LOCAL)；通过已有节点定义(CS)；通过已有关键点定义(CSKP)；以当前定义的工作平面的原点为中心定义(CSWPLA)；通过已激活的坐标系定义(CLOCAL)。
删除局部坐标系(CSDELE)。
查看局部坐标系(CSLIST)。
节点坐标系：用于定义节点自由度的方向，需要在不同于总体坐标系的方向施加位移约束时用到。
每个节点都有自己的节点坐标系，默认为平行于总体笛卡尔坐标系。
定义的方法有：定义节点时直接设定(N)；将节点坐标系旋转到当前激活的坐标系的方向(NROTAT,可以批量操作)；按照给定的旋转角度旋转(NMODIF)；通过新坐标系各轴的方向余弦旋转(NANG)。
显示节点坐标系(NLIST)。
此外节点复制(NGEN)时，节点坐标系也一并复制。
单元坐标系：用于规定正交材料特性的方向和面力结果的输出方向。
每个单元均有各自的单元坐标系，默认为：线单元X轴正方向由该单元的I节点指向J节点；壳单元X轴正方向由该单元的I节点指向J节点，Z轴与壳面垂直并且通过I点，其正方向有单元的I、J、K节点按右手准则确定，Y轴垂直于X轴和Z轴；2D实体和3D实体单元的单元坐标系总是平行于总体笛卡尔坐标系。
修改面单元和体单元坐标系方向(ESYS)。
显示坐标系：用于节点和单元PLOT LIST采用的坐标系，默认采用总体笛卡尔坐标系。
设置显示坐标系的方法(DSYS)。
结果坐标系：用于结果数据显示采用的坐标系，默认采用总体笛卡尔坐标系。
设置结果坐标系的方法(RSYS)。
节点坐标系用以确定节点的每个自由度的方向，每个节点都有其自己的坐标系，在缺省状态下，不管用户在什么坐标系下建立的有限元模型，节点坐标系都是与总体笛卡尔坐标系平行。
节点力和节点边界条件（约束）指的是节点坐标系的方向。
时间历程后处理器/POST26 中的结果数据是在节点坐标系下表达的。
而通用后处理器/POST1中的结果是按结果坐标系进行表达的。
例如: 模型中任意位置的一个圆，要施加径向约束。
首先需要在圆的中心创建一个柱坐标系并分配一个坐标系号码(例如CS,11)。
这个局部坐标系现在成为激活的坐标系。
然后选择圆上的所有节点。
通过使用"Prep7> Move/Modify>Rotate Nodal CS to active CS", 选择节点的节点坐标系的朝向将沿着激活坐标系的方向。
未选择节点保持不变。
节点坐标系的显示通过菜单路径Pltctrls>Symbols>Nodal CS。
这些节点坐标系的X方向现在沿径向。
约束这些选择节点的X方向，就是施加的径向约束。
注意：节点坐标系总是笛卡尔坐标系。
可以将节点坐标系旋转到一个局部柱坐标下。
这种情况下，节点坐标系的X方向指向径向，Y方向是周向（theta)。
可是当施加theta方向非零位移时，ANSYS总是定义它为一个笛卡尔Y位移而不是一个转动（Y位移不是theta位移）。
有限元分析中的很多相关量都是在节点坐标系下解释的，这些量包括：
输入数据：
1 自由度常数
2 力
3 主自由度
4 耦合节点
5 约束方程等
输出数据：
1 节点自由度结果
2 节点载荷
3 反作用载荷等
但实际情况是，在很多分析中，自由度的方向并不总是与总体笛卡尔坐标系平行，比如有时需要用柱坐标系、有时需要用球坐标系等等，这些情况下，可以利用ANSYS的“旋转节点坐标系”的功能来实现节点坐标系的变化，使其变换到我们需要的坐标系下。
具体操作可参见ANSYS联机帮助手册中的“分析过程指导手册->建模与分网指南->坐标系->节点坐标系”中说明的步骤实现。
总体坐标系
在每开始进行一个新的ANSYS分析时，已经有三个坐标系预先定义了。
它们位于模型的总体原点。
三种类型为:
CS,0: 总体笛卡尔坐标系
CS,1: 总体柱坐标系（坐标系的X方向指向径向,Y方向是周向(theta)。
）
CS,2: 总体球坐标系
数据库中节点坐标总是以总体笛卡尔坐标系，无论节点是在什么坐标系中创建的。
局部坐标系
局部坐标系是用户定义的坐标系。
局部坐标系可以通过菜单路径Workplane>Local CS>Create LC来创建。
激活的坐标系是分析中特定时间的参考系。
缺省为总体笛卡尔坐标系。
当创建了一个新的坐标系时，新坐标系变为激活坐标系。
这表明后面的激活坐标系的命令。
菜单中激活坐标系的路径Workplane>Change active CS to>。
节点坐标系
每一个节点都有一个附着的坐标系。
节点坐标系缺省总是笛卡尔坐标系并与总体笛卡尔坐标系平行。
节点力和节点边界条件（约束）指的是节点坐标系的方向。
时间历程后处理器/POST26 中的结果数据是在节点坐标系下表达的。
而通用后处理器/POST1中的结果是按结果坐标系进行表达的。
例如: 模型中任意位置的一个圆，要施加径向约束。
首先需要在圆的中心创建一个柱坐标系并分配一个坐标系号码(例如CS,11)。
这个局部坐标系现在成为激活的坐标系。
然后选择圆上的所有节点。
通过使用"Prep7>Move/Modify>Rotate Nodal CS to active CS", 选择节点的节点坐标系的朝向将沿着激活坐标系的方向。
未选择节点保持不变。
节点坐标系的显示通过菜单路径Pltctrls>Symbols>Nodal CS。
这些节点坐标系的X方向现在沿径向。
约束这些选择节点的X方向，就是施加的径向约束。
注意：节点坐标系总是笛卡尔坐标系。
可以将节点坐标系旋转到一个局部柱坐标下。
这种情况下，节点坐标系的X方向指向径向，Y方向是周向（theta)。
可是当施加theta方向非零位移时，ANSYS总是定义它为一个笛卡尔Y位移而不是一个转动（Y位移不是theta位移）。
单元坐标系
单元坐标系确定材料属性的方向（例如，复合材料的铺层方向）。
对后处理也是很有用的，诸如提取梁和壳单元的膜力。
单元坐标系的朝向在单元类型的描述中可以找到。
结果坐标系
/Post1通用后处理器中(位移, 应力，支座反力）在结果坐标系中报告，缺省平行于总体笛卡尔坐标系。
这意味着缺省情况位移，应力和支座反力按照总体笛卡尔在坐标系表达。
无论节点和单元坐标系如何设定。
要恢复径向和环向应力，结果坐标系必须旋转到适当的坐标系下。
这可以通过菜单路径
Post1>Options for output实现。
/POST26时间历程后处理器中的结果总是以节点坐标系表达。
显示坐标系
显示坐标系对列表圆柱和球节点坐标非常有用(例如, 径向，周向坐标)。
建议不要激活这个坐标系进行显示。
屏幕上的坐标系是笛卡尔坐标系。
显示坐标系为柱坐标系，圆弧将显示为直线。
这可能引起混乱。
因此在以非笛卡尔坐标系列表节点坐标之后将显示坐标系恢复到总体笛卡尔坐标系。
